1037957視頻編碼器中SICK的作用

1037957視頻編碼器中SICK的作用DFS60E-S4CL00250數(shù)據(jù)壓縮技術可以有效地降低各種數(shù)據(jù)應用對存儲空間和傳輸帶寬的需求。數(shù)據(jù)無損壓縮技術可以在不降低重構信息質量的前提下減小數(shù)據(jù)量,因而得到越來越多的應用。哈夫曼編碼作為一種熵編碼技術被廣泛運用于數(shù)據(jù)無損壓縮領域。哈夫曼編碼在對待編碼數(shù)據(jù)中各種字符出現(xiàn)次數(shù)計數(shù)結果的基礎上,“自底向上”地構建二叉樹,然后再為每種字符分配異字頭的、平均長度短的編碼,是一種基于字符統(tǒng)計頻率和二叉樹數(shù)據(jù)結構的編碼方法。這種方式保證了*的數(shù)據(jù)壓縮率性能,也因此常被稱為碼。研究發(fā)現(xiàn),隨著數(shù)據(jù)無損壓縮理論、硬件電路性能以及設計方式的發(fā)展,硬件無損壓縮技術也日漸得到重視。相較于基于軟件平臺執(zhí)行數(shù)據(jù)壓縮的傳統(tǒng)途徑,設計完善的數(shù)據(jù)壓縮模塊在計算資源利用率、任務執(zhí)行效率以及系統(tǒng)功耗方面具有明顯優(yōu)勢。針對當前數(shù)據(jù)無損壓縮系統(tǒng)的研究中,存在的以提升系統(tǒng)安全性、吞吐率等單項指標為目標,常以削弱系統(tǒng)壓縮率性能為代價的問題,本論文的研究工作針對現(xiàn)有動態(tài)哈夫曼編碼的硬件算法存在的不足進行了改進,通過充分利用硬件電路的并行計算和流水線結構的優(yōu)勢,均衡地提升了系統(tǒng)的編碼效率。研究工作取得了以下創(chuàng)新性成果:（1）提出一種應用于哈夫曼編碼的數(shù)據(jù)分塊方式,用以緩解提升系統(tǒng)吞吐率的需求和消耗存儲器資源之間的矛盾。研究面向各種典型大小的數(shù)據(jù)分塊,經(jīng)過統(tǒng)計計算和比較編碼流程中各項子任務所需時間后發(fā)現(xiàn),將待壓縮數(shù)據(jù)分塊時,數(shù)據(jù)分塊大于25.2 KB是在系統(tǒng)中高效應用并行計算和流水線結構的必要條件。綜合系統(tǒng)復雜度,存儲器利用率考慮,哈夫曼編碼系統(tǒng)采用32 KB、64 KB等典型的固定數(shù)據(jù)分塊方式。（2）設計一種根據(jù)統(tǒng)計頻率對字符節(jié)點進行排序的硬件算法。該算法基于快速排序和堆排序算法,根據(jù)統(tǒng)計頻率分布情況將字符節(jié)點分配到3個（或者2個）區(qū)間,然后并行的在每個區(qū)間內對節(jié)點進行排序。實驗證明,所設計的結構通過運用并行計算特性,可提升字符節(jié)點排序速率2倍以上。（3）提出一種構建動態(tài)哈夫曼樹的算法和存儲哈夫曼樹的電路結構?；趬K存儲器、分布式寄存器,采用新的“父節(jié)點指向子節(jié)點”映射關系,構建并存儲動態(tài)哈夫曼樹,用以支持按層次順序為字符節(jié)點分配編碼。在不增加資源消耗的前提下,為哈夫曼樹中的葉節(jié)點快速分配編碼。實驗證明,結合零節(jié)點快速處理技術,利用新生成內部節(jié)點頻率有序性,可將建立哈夫曼樹和產(chǎn)生節(jié)點編碼的速率提升4倍以上。（4）提出一種基于新型動態(tài)哈夫曼樹結構處理溢出節(jié)點的方法,在保證壓縮數(shù)據(jù)安全的同時,對溢出葉節(jié)點進行批量調整。該方法充分利用了硬件的并行計算優(yōu)勢,相較面向溢出節(jié)點逐個調整的傳統(tǒng)方法,將處理速率提升了2倍以上。在此基礎上,還提出了一種拼接變長編碼的算法和相應電路結構。測試結果表明:核心時鐘頻率為125 MHz時,平均吞吐率可達40 MBps。（5）提出使用字典壓縮算法預處理原數(shù)據(jù)的方法,能夠促進系統(tǒng)獲得更優(yōu)的壓縮率性能。本文設計了一種高速數(shù)據(jù)匹配算法和相應的硬件結構,測試結果表明:核心時鐘頻率為125 MHz時,平均吞吐率達到93.22 MBps;相較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)匹配方法的吞吐率提升幅度達1.49倍,確保了整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐率性能。

對壓縮編碼后的視頻碼流進行再處理,使輸出碼流符合具體的應用要求,將作為通用多媒體接入服務的一項關鍵技術被廣泛地應用。進行轉換編碼處理的原因主要有以下幾個方面:1.實用系統(tǒng)中存在多種視頻編碼標準,不同標準的節(jié)目資源無法直接共享,需進行算法、語法轉換;2.實際的通信傳輸帶寬是復雜多變的,視頻碼流需要進行帶寬適配;3.視頻終端可能存在不同的解碼能力、顯示能力以及存儲能力等限制,視頻碼流應與解碼終端的特性匹配;4.視頻加密、增強抗噪性能等一些特殊的需求。視頻轉換編碼研究已經(jīng)取得了一些的研究成果。本文首先對主要的轉碼技術和轉碼器結構進行了詳細的分析和實驗比較,總結了轉碼研究的重點,并提出了一些改進的轉碼器結構和算法。此外,課題研究中使用軟件實現(xiàn)了支持多種標準和轉碼技術的轉換編碼器,為算法研究提供了實驗平臺。針對目前行的三種視頻編碼標準:MPEG-2,H.263和MPEG-4,本文進行了較深入的異類轉換編碼技術研究。分析了這三種標準間的主要差異,給出了運動矢量、宏塊編碼模式等重要參數(shù)的轉碼方法。MPEG-2隔行視頻碼流在轉碼到H.263或MPEG-4時,需進行場-幀編碼模式轉換,本文為場-幀轉換提供了一種基于DCT系數(shù)權重的運動矢量復用算法。此外,本文還分析了異類轉碼中出現(xiàn)的色差信號漂移的原因,并提出了相應的校正算法。轉換編碼的圖標插入技術具有很高的實用價值,本文對此技術做了較全面的研究。分別提出了可用于高亮度透明圖標和彩色圖標插入的轉碼器結構。對圖標插入所造成的影響進行了分析,提出了一種快速圖標插入轉碼器結構,并給出了轉碼中應采用的運動矢量和宏塊模式優(yōu)化算法。碼率控制算法對轉換編碼的性能影響明顯,在大多數(shù)研究文獻中,碼率控制均采用了虛擬緩沖器狀態(tài)作為反饋。在DCT變換系數(shù)的分布模型上,本文提出了一種碼率控制的新思路。從輸入碼流中可以得到前一次編碼的DCT系數(shù)分布,進一步可以建立量化參數(shù)和編碼比特數(shù)的數(shù)學模型。根據(jù)所建立的數(shù)學模型,可以自適應的選擇宏塊的量化步長,獲得較優(yōu)的碼率控制性能。信息論和率失真編碼理論是視頻壓縮編碼的基礎,本文對相關的理論做了回顧,對轉換編碼的失真問題進行了分析。雖然率失真編碼理論非常復雜,但可為轉換編碼策略研究提供指導。本文對轉碼策略進行了初步研究,提出了基于率失 .

1037957視頻編碼器中SICK的作用DFS60E-S4CL00250高編碼器的檢測精度,對編碼器安裝座的頻率拓撲優(yōu)化進行研究,以實現(xiàn)結構輕量化,并提高其動剛度特性。方法依據(jù)編碼器安裝座的實際工況,利用HyperMesh對編碼器安裝座進行有限元前處理。以編碼器安裝座受載節(jié)點的頻響位移小化為優(yōu)化問題的目標函數(shù),以優(yōu)化前后結構的體積比為約束條件來構建編碼器安裝座的頻響優(yōu)化模型,并使用OptiStruct進行求解,同時,采用OSSmooth高效地對優(yōu)化結果進行CAD模型的提取和再分析。結果由優(yōu)化前后結果對比可得,編碼器安裝座的動剛度值在x方向忽略不計,y方向由2564.25增大到5932.11,z方向由62500.36增大到109 792.54;一階固有頻率由3860.664 Hz顯著增大到8380.32 Hz。結論該方法不僅改善了編碼器安裝座在工作過程中的動態(tài)特性,還降低了編碼器安裝座的制造材料,實現(xiàn)了結構輕量化的目的。碼器的檢測精度,對編碼器安裝座的頻率拓撲優(yōu)化進行研究,以實現(xiàn)結構輕量化,并提高其動剛度特性。方法依據(jù)編碼器安裝座的實際工況,利用HyperMesh對編碼器安裝座進行有限元前處理。以編碼器安裝座受載節(jié)點的頻響位移小化為優(yōu)化問題的目標函數(shù),以優(yōu)化前后結構的體積比為約束條件來構建編碼器安裝座的頻響優(yōu)化模型,并使用OptiStruct進行求解,同時,采用OSSmooth高效地對優(yōu)化結果進行CAD模型的提取和再分析。結果由優(yōu)化前后結果對比可得,編碼器安裝座的動剛度值在x方向忽略不計,y方向由2564.25增大到5932.11,z方向由62500.36增大到109 792.54;一階固有頻率由3860.664 Hz顯著增大到8380.32 Hz。結論該方法不僅改善了編碼器安裝座在工作過程中的動態(tài)特性,還降低了編碼器安裝座的制造材料,實現(xiàn)了結構輕量化的.